電子行業(yè)VOCs多活躍,理研計器防范看不見的威脅~

發(fā)布時間:2023-03-03

電子行業(yè)常見VOCs
中國是世界上第一大電子產品消費國,也是世界電子產品制造大國。進入21 世紀以來,我國在通訊、高性能計算機、數(shù)字電視等領域取得一系列重大技術突破,電子及通訊設備制造業(yè)的產業(yè)規(guī)模、產業(yè)結構、技術水平均得到大幅提升,成為全球最大的制造基地,目前主要產品如手機、程控交換機、微型計算機、顯示器、彩電、激光攝像機等產量在國際上均拔得頭籌。
電子工業(yè)企業(yè),這里指的是制造電子設備、電子元件、電子器件及其專用原材料的行業(yè)企業(yè),諸如生產電子專用材料,電子元件、印制電路板、半導體器件、顯示器件及光電子器件、電子終端產品(含涂裝工藝在內)。

電子工業(yè)給社會帶來的經濟效益及就業(yè)率有目共睹的,但隨之而來的卻是VOCs氣體對大氣質量和人體健康的危害。

目前我國工業(yè)源VOCs的排放量約占人為源VOCs排放量的50%,涉及涂裝、農藥醫(yī)藥、涂料油墨染料生產、電子工業(yè)、石油化工、家具制造、印刷等行業(yè),其中電子工業(yè)生產過程中需要用到大量的有機溶劑(如異丙醇、光刻膠、稀釋劑等),會導致大量的VOCs(揮發(fā)性有機物)等有害氣體排放,是一類重要的VOCs污染源,受到越來越多的關注。

常見大氣污染——VOCs
揮發(fā)性有機化合物(VOCs)是指室溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓沸點低于260℃的易揮發(fā)有機化合物。
電子工業(yè)VOCs氣體具有風量大、濃度低的特點。氣體種類繁多,成分復雜,常見成分有苯、甲苯、丙酮、正丁醇、丙醇單甲醚、環(huán)己酮、正庚烷、甲基氫呋喃、三氯乙烯和氯仿等,排放的VOCs氣體還含有酸性氣體、堿性氣體和有毒氣體。

電子工業(yè)中的VOCs種類常見的有30多種,主要來自半導體器件、電子元器件、電子組件、平板顯示器、整機機殼的表面涂層工藝使用溶劑型涂料、清洗工藝(包括芯征清洗、玻璃基板清洗、電路板清洗、電子組件清洗等)使用有機脫脂劑、脫水劑,感光成像工藝中的光刻膠稀釋劑、顯影劑、脫膠劑、液態(tài)阻焊膜劑、去膜劑等使用有機溶劑,去光刻膠類化合物如DMSO、MEA、NMP、DMAC、DGA則屬于高沸點的硫類和胺類之有機溶劑。
為什么監(jiān)測揮發(fā)性有機物很重要?
絕大部分VOCs具有刺激性氣味,能夠引起中毒、致癌作用,而且VOCs是形成光化學煙霧與大氣顆粒物質PM2.5的重要來源。
大多數(shù)VOCs具有令人不適的特殊氣味,并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用,特別是苯、甲苯及甲醛等對人體健康會造成很大的傷害。
1對大氣環(huán)境的影響:
揮發(fā)性有機物組分十分復雜,分為包括烷烴、烯烴、快烴、芳香烴的非甲烷碳氫化合物,包括醛、酮、醇、醚等的含氧有機化合物,鹵代烴,含氮化合物,含硫化合物等多種物質。雖然大氣中揮發(fā)性有機物濃度較低,但其在大氣中的化學反應,會顯著改變大氣物理和化學性質,從而對空氣質量產生不利影響。
● 首先,大氣中的揮發(fā)性有機物控制大氣中臭氧的形成,進而形成光化學煙霧帶來極大危害;
● 其次,VOCs在一定條件下會轉化生成二次有機氣溶膠,是細顆粒物PM2.5中的重要組分;
2VOCs具有毒性和致癌性硫,危及人類健康:
有毒空氣污染物是我國工業(yè)高速發(fā)展的副產物,組成范圍不斷擴大,危害日益嚴重,已成為我國新時期關系民生的環(huán)境問題。
在美國EPA優(yōu)先控制的187種污染物中有33種屬于揮發(fā)性有機物,其中來自電子等行業(yè)的苯、三氯甲烷、四氯乙烯等已被WHO確定為對動物具有致癌和致畸性。含有多種VOCs物種及其光化學產物對人體健康有直接危害,常見的如苯、甲苯、甲醛、乙醛等。這些有異味和惡臭、有毒有害揮發(fā)性有機物通過呼吸道、皮膚等進入人體,導致各種急慢性健康問題,包括粘膜刺激、炎癥、心肺疾病、癌癥等。
各地政府也出臺了相關的排放標準,為電子行業(yè)VOC治理提供了保證:
● 2008年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標準 半導體器件》。規(guī)定VOCs的限值現(xiàn)有企業(yè)為100mg/m3,新建企業(yè)為80mg/m3。
● 2008年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標準 電子元件》。規(guī)定VOCs的限值現(xiàn)有企業(yè)為80mg/m3,新建企業(yè)為50mg/m3。
● 2008年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標準 電子終端產品》。規(guī)定VOCs的限值現(xiàn)有企業(yè)為70mg/m3,新建企業(yè)為50mg/m3。
● 2008年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標準平板顯示器、電真空及光電子器件》。規(guī)定VOCs的限值現(xiàn)有企業(yè)為100mg/m3,新建企業(yè)為80mg/m3。
● 2015年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標準》規(guī)定非甲烷總烴zui高允許排放濃度為100mg/m3,特別排放限值是80mg/m3,沒有涉及TVOCs。
● 2018年環(huán)保部印發(fā)《電子工業(yè)污染物排放標準》規(guī)定非甲烷總烴最高允許排放濃度為100mg/m3,TVOCs是150mg/m3。特排限值分別為50、100。

電子工業(yè)產生VOCs的工藝環(huán)節(jié)
電子設備制造業(yè)VOCs的產污環(huán)節(jié)電子設備的種類繁多,不同的產品其生產工藝也各不相同,但都具有VOCs排放分散、特定工藝排放濃度較高的特點。

主要包括切割液溶劑揮發(fā)、粘結過程膠水溶劑揮發(fā)、油墨、涂料等物料調配過程中溶劑揮發(fā)、燒結過程溶劑揮發(fā)、印刷過程漿料、油墨溶劑揮發(fā)、涂裝過程涂料溶劑揮發(fā)、清潔清洗溶劑揮發(fā)、注塑過程注塑廢氣等。

切割溶劑揮發(fā):切割液的主要成分為聚乙二醇,在切割過程中揮發(fā)產生VOCs。
粘結過程溶劑揮發(fā):粘結需用到膠水,膠水主要成分環(huán)氧樹脂,以酯類、醇類為溶劑,使用過程中揮發(fā)產生VOCs。
3.油墨、涂料等物料調配過程中溶劑揮發(fā):企業(yè)在具體使用時,通常需要對油墨和涂料進行現(xiàn)場調配,調配過程會有少量溶劑揮發(fā)。
4.硅電池燒結過程銀漿、鋁漿中溶劑揮發(fā):銀漿、鋁漿中含有一定量的甲苯、二甲苯、松油醇等有機溶劑,在印刷、烘干、高溫燒結過程中揮發(fā)產生 VOCs。
5.印刷和烘干過程溶劑揮發(fā):印刷油墨由顏料、連結劑、溶劑、輔助劑組成。印刷油墨制備和使用過程中常使用乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有機溶劑。印刷時油墨中溶劑含量越高,則印刷和烘干過程中就會有越多 VOCs揮發(fā)至空氣中。目前在印刷過程中大量使用的溶劑型油墨,大約含有 15%-50%的有機揮發(fā)性成份,再加上調油墨粘度所需的稀釋劑,在印品干燥時,油墨所散發(fā)出來的揮發(fā)成份的總含量約為 70%-80%。
6.涂裝過程溶劑揮發(fā):涂料由很多原料組成,通??煞譃槌赡の镔|、溶劑、助溶劑、顏料四大類。溶劑是能將樹脂等溶解在其中的物質,溶劑型涂料中所占比例較高,但在涂料成膜后全部揮發(fā),溶劑成分有甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲醛、丁醇等。涂裝時涂料中溶劑含量越高,則噴涂和烘干過程中就會有越多 VOCs 揮發(fā)至空氣中。
7.清洗過程溶劑揮發(fā):電子元件生產過程需要保證元件表面清潔,通常會進行擦拭,常見的清洗劑是酒精、異丙醇,清洗過程中揮發(fā)產生 VOCs。多晶硅清洗的潔凈程度對太陽能電池的后續(xù)加工有著重大的影響,直接影響電池的成品率和性能,企業(yè)采用清洗劑進行清洗,清洗劑主要成分為硅酸鈉、氫氧化鈉、表面活性劑等,清洗過程會有少量溶劑揮發(fā)。
8.注塑過程:電子元件配件中有注塑工序,塑料在高溫加熱過程中產生 VOCs,主要成分為丙烯腈、苯乙烯、非甲烷總烴。

不同的產品其噴涂車間VOCs的成分及濃度也會不同,如:

● 電腦噴涂車間主要為苯系物,其使用的有機溶劑主要為苯系物溶劑;

● 手機噴涂車間主要以酯類為主,其使用的有機溶劑主要為天那水;

● 相機噴涂車間則以酮類和苯系物為主;


氣體檢測儀在電子行業(yè)VOCs的運用

根據(jù)環(huán)境保護局的報告,如果沒有足夠的通風設備使空氣流通,且VOCs存在于室內,那么室內空氣污染程度將會比室外空氣嚴重10倍之多。所以,國家相關部門對VOCs多次出臺政策,制定在線監(jiān)測技術規(guī)范,要求涉氣企業(yè)在線監(jiān)測VOCs含量是否超標等。VOCs的污染預防工作也已成為中國預防空氣污染的重點之一,因此VOCs檢測產品的應用也越來越廣泛。

電子工業(yè)企業(yè)作為VOCs常見污染源工業(yè),也應加強氣體環(huán)境管理,對逸散性無組織排放的VOCs進行監(jiān)測。

理研計器本著“科技、質量、創(chuàng)新、發(fā)展”的理念, 堅持以技術為核心, 以創(chuàng)新為動力,以滿足客戶需求為導向,致力于向行業(yè)用戶提供完善的氣體檢測解決方案,在VOCs領域有著豐富的檢測經驗,有GD-70D系列、TP-70D、GX-6000、SD-D58、GD-A80和SD-1等固定在線與便攜式安全檢測產品。

01/固定式氣體檢測儀

● GD-70D系列適用于各種環(huán)境中的危險氣體濃度和泄漏檢測

① 實時在線檢測及現(xiàn)場聲光報警;

② 對危險現(xiàn)場的作業(yè)安全起到了預警作用;

③ 具有信號穩(wěn)定,精度高,重復性好等優(yōu)點;

④ 可以同時實現(xiàn)現(xiàn)場報警和遠程監(jiān)控,報警功能;

● TP-70D是一款智能型可移動式氣體檢測儀,適用于危險氣體的泄漏檢測以及工廠內的環(huán)境監(jiān)測。


▼SD-1系列

● 防爆性能高;

● 可應對吸引式;

● 通過使用專用控制鍵,無需打開蓋子就能進行調整;

▼SD-D58系列

● 防爆性能高;

● 搭載有大流量吸引泵;

● 搭載有低流量檢測傳感器;


▼GD-A80系列

●  防爆性能高;

●  可設置于狹小空間;

02/便攜式氣體檢測儀

型號GX-6000是一款復合型的氣體檢測儀,它的PID傳感器是目前較靈敏的技術,可以測量低至ppb的VOCs,主要優(yōu)點是響應時間快,在環(huán)境條件中更穩(wěn)定的,特別適用于檢測環(huán)境內的VOC氣體,也可以用于定期巡檢中的檢測氣體微量泄漏。

● 針對維修檢修的作業(yè)項目,作業(yè)人員可以攜帶便攜式氣體檢測器【GW-3,GX-3R】,可以及時發(fā)現(xiàn)危險氣體泄漏,以進行安全作業(yè)。
作業(yè)人員佩戴著專業(yè)的、可靠的儀器設備,如果遇到危險氣體,儀器就會立即報警。

結語

電子工業(yè)等并非傳統(tǒng)意義上的重點控制行業(yè),其大氣污染物主要來自涂料、有機溶劑使用過程中排放的VOCs。為了達到安全生產的目的,加強行業(yè)特征污染物如苯系物、異丙醇、醛酮類、乙酸酯類等作為VOCs檢測指標,能夠促進電子行業(yè)持續(xù)健康安全發(fā)展。

安全生產是關系人民群眾生命財產安全的大事,是經濟社會協(xié)調發(fā)展的標志。在生產過程中,通過安裝氣體檢測報警裝置,時刻檢測有毒有害氣體泄漏濃度,將風險隱患控制在源頭。

理研計器擁有600多種氣體傳感器和100多種氣體探測器。未來,我們仍將不斷開發(fā)新產品、研發(fā)各項新功能,使得氣體檢測儀在應用上更先進、更適合日新月異的市場環(huán)境,致力于為用戶提供一個可靠、準確、安全的氣體檢測方案。

理研計器必將在未來氣體產業(yè)的生命安全畫卷中,添上濃墨重彩的一筆,守護人們的幸福生活,為生產和生活不斷創(chuàng)造新價值!為用戶選配適合原理的檢測儀,用成熟的工藝完善氣體檢測系統(tǒng)。